锌镍电池的研究进展

锌镍电池的研究进展

一、锌镍电池研究进展(论文文献综述)

黄延清[1](2021)在《锌镍电池硒化镍基阴极材料制备及性能研究》文中研究指明

苏有平[2](2021)在《单液流锌镍电池阻抗谱测量及模型参数辨识》文中研究表明单液流锌镍电池(Single-Flow Zinc-Nickel Battery)是一种新型的液流储能装置,它具有造价成本低、储能容量大以及循环寿命长等优点,在储能领域具有广阔的发展前景。电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)涵盖频率范围广,包含阻抗信息丰富,给电池建模分析提供了强有力的依据。本论文为获取单液流锌镍电池阻抗谱及阻抗参数,设计了基于STM32的单液流锌镍电池阻抗谱测量平台,并提出一种改进的鲸鱼优化算法辨识电池阻抗模型参数。论文对全相位FFT(All-Phase FFT,APFFT)法估计两个同频正弦信号的幅度比值与相位差进行理论分析,结合阻抗谱频域测量原理,确定单液流锌镍电池阻抗谱测量方案,并设计相应的阻抗谱测量平台。测量平台以STM32控制器为核心,使用AD9833产生设定频率的正弦信号,通过恒电流仪进行V/I转换后向待测电池注入电流激励,利用定时器中断控制AD7606的采样率。在STM32控制器上集成全相位FFT算法,实现在控制器片内对电流、电压信号进行全相位FFT分析,得到测量频率点的电池阻抗值。采用查表的方式进行扫频测量电池阻抗谱,并通过串口将测量数据发送到上位机进行保存。对单液流锌镍电池阻抗谱测量平台进行滤波放大电路、恒电流仪等功能测试。进行RC等效电路、单液流锌镍电池阻抗谱测量,并对比专业仪器频率响应分析仪测量结果。实验表明,所研制的阻抗谱测量平台测量单液流锌镍电池阻抗谱,阻抗幅值测量误差小于5%,相角测量误差小于1.2°。同时,采用新威充放电测试仪对单液流锌镍电池进行充放电,由测量平台得到电池在不同荷电状态(SOC)下的阻抗谱数据。针对通过拟合阻抗谱数据建立等效电路模型难度大的问题,应用弛豫时间分布(Distribution of Relaxation Times,DRT)法解析单液流锌镍电池阻抗谱,建立了单液流锌镍电池4阶RC阻抗等效电路模型。提出一种改进的鲸鱼优化算法,用于辨识阻抗等效电路模型参数。基于电池实测阻抗谱数据,使用改进的鲸鱼优化算法辨识得到电池在不同SOC下的模型参数值。实验结果表明,采用改进的鲸鱼优化算法辨识阻抗等效电路模型参数,阻抗实部平均相对误差小于2%,虚部平均相对误差小于10%。

莫伟县[3](2021)在《单液流锌镍电池SOC估计及充电能效优化分析》文中进行了进一步梳理单液流锌镍电池(Single-Flow Zinc-Nickel Battery)是一种新型的液流储能装置,具有造价成本低、生命周期长以及储能容量大等优点,在储能领域具有广阔的发展前景。而电池的荷电状态(State Of Charge,SOC)是表征电池当前剩余电量的重要参数,针对目前单液流锌镍电池SOC估算精度不高和能量效率低等问题,本文以单液流锌镍电池为研究对象,利用自适应平方根容积卡尔曼滤波(Adaptive Square-Root Cubature Kalman Filtering,ASRCKF)对电池进行SOC估计,并提出一种改进郊狼优化算法对充电电流进行优化,以提高电池充电能量效率。首先,分析了电池各类建模方法的特点及优势,建立单液流锌镍电池的2-RC等效电路模型,采用新威BTS-5V200A电池测试系统获取了单液流锌镍电池脉冲充放电电流和端电压数据,通过提出一种改进郊狼优化算法进行分阶段辨识模型参数。接着,针对容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filtering,CKF)算法在迭代中存在诸多过程能够破坏协方差对称性和正定性的敏感操作导致算法终止、及固定量测噪声协方差导致估计SOC精度不足的问题,利用ASRCKF对单液流锌镍电池的SOC进行估计;并提出改进郊狼优化算法优化过程噪声协方差Q、量测噪声协方差初值R(0)和状态误差协方差初值P0等参数,以提高ASRCKF算法的估计精度和增强其鲁棒性。通过不同工况实验表明,优化后的ASRCKF估计电池的SOC,具有较高估计精度和较强的鲁棒性。最后,针对单液流锌镍能量效率低的问题,本文分析了充电电流对单液流锌镍电池充电能量效率的影响,提出对电池分阶段充电可以有效提高电池的充电能量效率;并通过间隔5%的SOC对电池分阶段充电,建立了电池的充电能效仿真优化模型,采用改进郊狼优化算法优化各阶段充电电流,仿真结果表明,用优化后的各阶段充电电流对电池进行充电仿真,优化后的充电能效为67.90%,与倍率为1C的传统恒流充电方式比较,充电能效提升了0.44%。此外,为了进一步验证ASRCKF的实用性,设计了单液流锌镍电池的SOC估计平台,搭建了以STM32F107VCT6微控制器为核心的电池充放电测控系统,通过下位机实时采集相关充放电数据,及将数据上传到上位机,实现SOC估计。

王江林[4](2021)在《锌镍电池碳包覆ZnO材料制备及电化学性能研究》文中认为随着人们对能源需求的增长,新型高比能量、高安全性,环保绿色的二次电池成为研究热点。以金属锌为负极活性物质、氢氧化镍为正极活性物质的锌镍电池,理论能量密度可达334 Wh/kg,且金属锌资源丰富,价格便宜,环境友好,是广泛关注的二次电池之一,足以替代镍镉电池和镍氢电池。锌镍电池中的镍电极技术已经非常成熟,性能稳定,而锌电极却存在电极变形和枝晶生长等问题,限制了锌镍电池优点的发挥。与传统电极材料充放电具有固定的电化学反应路径不同(锂在固体材料的嵌入和脱嵌),锌负极的充放电是通过活性物质的沉积和溶解的相变过程完成的,存在着电化学反应路径不确定性。为了抑制锌负极变形和锌枝晶生长,提高锌镍电池循环性能,加速其商业化进程,本文采用葡萄糖作为碳源,制备了碳包覆氧化锌材料,并且开发了碳包覆氧化锌的工业化生产技术,组装了1.6V/8Ah单体电池。主要实验结果和研究结论如下:(1)以工业ZnO和葡萄糖为原料,联合湿法球磨与喷雾干燥方法制备前驱体材料。在氮气氛炉中,将前驱体于600℃温度焙烧6 h,得到碳包覆氧化锌材料。材料表征结果表明,ZnO粒子形貌以六菱柱为主,其表面成功包覆了无定形碳。湿法球磨提高了粉体材料的粒径均一性。(2)通过改变葡萄糖用量,制备了碳包覆量分别为2 wt%、4 wt%、8 wt%、12 wt%、16 wt%以及20 wt%的碳包覆氧化锌复合材料(ZnO@C)。随着碳包覆量增加,包覆层增厚。电化学分析结果表明,碳层越厚,材料的耐腐蚀性能越好,电极反应的可逆性也越高。但是,过厚的包覆层会阻碍离子传导,加大电极活化,影响循环性能。综合考虑,包覆量为4 wt%的ZnO@C具有2 nm厚度的包覆层,展现出最佳的综合电化学性能。表面碳膜的存在,局域了ZnO的反应区域,有效缓解了电极变形和锌枝晶生长问题。(3)开发了ZnO@C工业化生产技术,制备含碳4wt%的ZnO@C负极,与工业镍正极组装成1.6V 8Ah单体电池。为解决负极活性物质溶解所形成的锌酸根离子沉降问题,同时兼顾了镍正极对电解液浓度的要求调整电解液KOH浓度。结果表明,使用12 M KOH的单体电池具有良好的倍率放电性能和低温放电性能,循环寿命提高到800次以上,显示出良好的电池综合性能。碳包覆层有效抑制了充电过程中锌枝晶的生长,碳包覆层的厚度不仅影响电极导电性以及电极阻抗分布的均匀性,也对氢氧根离子的传质造成重大影响。增加碳包覆层的厚度有助于提高电极导电性,改善电极阻抗分布,但同时阻碍了氢氧根离子的传递。本研究基于功能化碳包覆氧化锌材料,解决了电极反应区域不稳定对电极结构造成的破坏的问题,提高了电极结构循环稳定性。在设计、优化负极组成与结构的基础上,研制了循环性能稳定的高载量锌电极,结合电解液优化,获得高载量长寿命锌电极的核心技术,促进了研究成果走向应用。

宁正高[5](2020)在《单液流锌镍电池充电电流的ADHDP控制研究》文中提出单液流锌镍电池(Single-Flow Zinc-Nickel Battery)是一种新型的液流储能装置,它具有造价成本低、储能容量大以及循环寿命长等优点,在储能领域具有广阔的发展前景。为对单液流锌镍电池的充电电流进行优化控制,增强系统抗干扰能力,提高系统稳定性,减少充电电流的跟踪误差以至于减少能量损耗,提高充电效率,本文采用一种执行依赖启发式动态规划(Action-Dependent Heuristic Dynamic Programming,ADHDP)的优化算法对单液流锌镍电池的充电电流进行闭环控制,对储能控制技术具有重要的意义。首先,本文在MATLAB/Simulink的S函数模块中编写了ADHDP控制算法,并设计了ADHDP电流控制器和PI电流控制器。其次,使用新威BTS-3000电池测试系统获取了单液流锌镍电池充放电脉冲电流和端电压数据,并搭建了单液流锌镍电池2-RC等效电路模型和BUCK变换器模型,以便采用参数辨识估计工具对单液流锌镍电池模型的等效参数进行参数辨识。接着,将完成了参数辨识的单液流锌镍电池模型作为BUCK变换器模型的输出负载,并采用ADHDP电流控制器和PI电流控制器分别控制单流锌镍电池模型的充电电流,分析比较了ADHDP电流控制器和PI电流控制器的控制性能。最后,在d SPACE半实物仿真平台中开发了ADHDP和PI控制系统,且在Control Desk软件上设计了充电数据监控界面,分别对单液流锌镍电池的充电电流进行了实际控制检验,并对实际控制效果进行分析和比较。本文提出了一种自适应动态规划的ADHDP算法对单液流锌镍电池的充电电流进行自适应控制研究,并在MATLAB/Simulink仿真和d SPACE硬件控制实验中都验证了ADHDP电流控制器相比PI电流控制器具有更好的控制性能和更强的抗干扰能力。

陈方达[6](2020)在《石墨毡三维网络结构镍锌超级电池的研究》文中研究说明本论文针对镍锌电池充放电循环过程中,存在的锌电极变形和锌枝晶形成对电极结构的影响问题,提出利用具有羟基和氨基基团的螯合锌,负载到经处理后富含含氧基团的石墨毡载体上,利用锌活性材料与石墨毡纤维的极性基团相互作用,增强锌材料在载体的吸附强度,石墨毡具有柔性,可解决锌电极变形问题,并且纤维取向诱导锌枝晶的生长取向,三维空间结构容纳锌枝晶的生长,提高镍锌电池的性能。通过电化学三电极体系,比较了氧化锌、甘氨酸锌和葡萄糖酸锌的电化学活性,三种材料对应塔菲尔曲线的平衡电位,分别为-1.603V,-1.562V和-1.61V,循环伏安曲线中甘氨酸锌和葡萄糖酸锌的还原峰电流较大,氧化锌材料对应的氧化峰电流较大,甘氨酸锌和葡萄糖酸锌适合作为镍锌电池的负极活性材料应用,其中葡萄糖酸锌配体的空间位阻大,镍锌电池性能低于甘氨酸锌和氧化锌为活性材料的镍锌电池。石墨毡分别用30%H2O2、马弗炉加热和微波方法进行预处理,通过红外光谱表征,表面含氧官能团数量均增加。将葡萄糖酸锌负载到三种石墨毡上,组成镍锌电池,充放电循环107小时,30%H2O2氧化的石墨毡,最后一次循环的电压效率最高为57%。将30%H2O2处理前后的活性炭和石墨烯作为电容材料,与氧化锌活性材料共同负载到石墨毡上,组成镍锌电池进行测试,活性炭负载镍锌电池的能量密度为127Wh/kg,石墨烯负载镍锌电池的能量密度为67Wh/kg,经过200次循环库伦效率在80%以上,远高于没有超级电容材料的镍锌电池的26.7%。亲水性电容材料负载的镍锌电池充电性能比疏水的同样材料负载的镍锌电池更高。

蔡云婷[7](2020)在《锌镍电池负极材料的回收及再生研究》文中研究说明锌镍电池具备良好的发展应用前景,其应用热潮的到来必会引起人们对其回收问题的关注,然而目前关于锌镍电池回收方面的研究较少,尤其是锌负极的回收再生方面还较为空白。本文通过查阅国内外相关文献,提出了一种锌镍电池回收再生思路,并对该思路下锌负极的回收再生进行了系统的研究,包括:废负极活性物质混合粉末的硝酸浸出、除铜、负极材料锌铝水滑石和锌酸钙的再生及电化学性能测试。(1)采用硝酸对废负极活性物质混合粉末进行酸浸,得到硝酸浸出过程的最佳工艺条件为:硝酸用量80 m L/50 g,温度50℃,反应时间90 min,液固比10:1。在该条件下废负极活性物质混合粉末中Zn和Cu的浸出率分别可达99.93%和99.94%。(2)采用锌粉置换和萃取两种方法对浸出液中杂质Cu2+进行去除,得到锌粉置换的最佳工艺条件为:p H=5、Zn粉用量为理论量、温度70℃和反应时间30 min,在该条件下Cu2+的去除率可达99.04%;萃取的最佳工艺条件为有机相浓度20%、p H=2.0、相比1:1、静置时间3min和混合时间5min。在该条件下Cu2+的去除率可达99.2%。(3)采用水热法或共沉淀法对除铜前液和除铜后液分别进行了锌铝水滑石和锌酸钙的制备,结果表明:水热法合成出的锌铝水滑石比共沉淀法合成的锌铝水滑石纯度更高,且除铜后液制备出的锌铝水滑石比除铜前液制备的锌铝水滑石纯度高。再生出的锌铝水滑石的循环可逆性和耐腐蚀性均比氧化锌要好,其中共沉淀法在含Cu2+条件下制备的锌铝水滑循环可逆性和耐腐蚀性最佳,Cu2+对锌铝水滑石的循环可逆性和耐腐蚀性有一定的提高。再生的锌酸钙循环可逆性较好,但耐腐蚀性较差,均低于氧化锌,Cu2+对再生锌酸钙的循环可逆性几乎无影响,但对耐腐蚀性有一定的提高。

田曜荣[8](2020)在《单液流锌镍电池能量监控平台的设计与实现》文中进行了进一步梳理随着各国将新能源作为未来能源的发展对象,大规模储能技术被各国广泛关注,液流电池在大规模储能技术中扮演着重要的角色,其中单液流锌镍电池相较于双液流电池具有多种优点,但是它发展时间较短,使用时很多性能还没达到预计要求,所以设计单液流锌镍电池能量监控平台为提高单液流锌镍电池性能研究做基础。本文的主要研究内容有:(1)对单液流锌镍电池的工作原理和工作特性进行分析,搭建单液流锌镍电池的二阶RC等效电路模型,并通过充放电实验获得实验数据,再使用MATLAB的拟合工具拟合出单液流锌镍电池的等效电路参数,最后通过无迹卡尔曼滤波算法对单液流锌镍电池的荷电状态进行估计。(2)确定单液流锌镍电池能量监控平台的设计方案。硬件电路主要由主控器、充放电电路、电解液流速控制电路、温度检测电路、漏液检测电路和辅助电源电路组成,完成单液流锌镍电池的充放电工作、数据采集和分析、电路的保护和检测功能。下位机软件程序设计主要完成充放电的控制程序、电解液流速控制程序、通讯程序的设计,实现各部分硬件电路功能;上位机软件设计实现对电池的监控功能及可视化界面的操作。通过数据分析实验,说明监控平台能够准确获得电池运行参数,且测量精度满足实际要求,系统出现异常状态时,报警功能能够及时动作,经实验表明该监控平台能够完成对单液流锌镍电池的管理和监控。

盖丽艳[9](2020)在《锌镍二次电池负极材料的设计合成及性能分析》文中进行了进一步梳理锌镍二次电池具有成本低、安全性好、比能量高、比功率高、无污染等优势,在储能等领域具有广阔的应用前景。锌镍二次电池在充放电过程中锌负极会发生形变、枝晶、钝化、自腐蚀等问题,使锌镍二次电池的循环性能降低,限制了锌镍二次电池的广泛商业化应用。针对以上问题,本论文设计合成了还原氧化石墨烯复合氧化锌材料、三氧化二铋修饰的铟掺杂的氧化锌材料和还原氧化石墨烯复合铟掺杂的氧化锌材料,对材料结构及放电性能进行了探索及研究。具体研究内容如下:选择导电性较好的还原氧化石墨烯作为材料的载体,制备还原氧化石墨烯复合氧化锌材料,研究了材料的形貌结构,通过对材料的电化学性能测试,探究了还原氧化石墨烯复合后的氧化锌材料的电化学特性,结果表明还原氧化石墨烯复合氧化锌材料作为锌负极的锌镍二次电池相较于单一的氧化锌放电比容量更高且循环稳定性更好。50次充放电循环后,放电比容量仍然达到554 mAh g-1,远高于单一氧化锌的放电比容量。采用水热法合成了三氧化二铋复合铟掺杂的氧化锌材料,并结合材料的物相分析及电化学测试,系统研究了复合材料作为锌镍二次电池负极材料时的放电性能的提高原因。制备得到的三氧化二铋复合铟掺杂的氧化锌材料呈球形,且表面为多孔结构,具有较高的比表面积,结晶度较好,有效抑制锌电极的变形和枝晶。因此,当复合材料作为负极材料组装成锌镍二次电池时,电池表现出优异的循环稳定性及高的放电能量,在循环50次充放电循环后,三氧化二铋复合铟掺杂的氧化锌材料具有559.3 mAh g-1的放电比容量,相较于纯相的氧化锌提高了3倍。设计合成了还原氧化石墨烯复合铟掺杂的氧化锌材料,将其用作锌镍二次电池的负极材料。研究发现,还原氧化石墨烯复合铟掺杂的氧化锌材料具有长循环寿命和优异倍率性能,最大放电比容量达到643.4 mAh g-1,库伦效率达97.63%,在125次循环后,比容量仍达到531.3 mAh g-1;在0.5 C、1 C、2 C、3 C和5 C的电流密度下放电,还原氧化石墨烯复合铟掺杂氧化锌样品的最高放电比容量分别为570.3 mAh g-1、465.5 mAh g-1、515.9 mAh g-1、441.3 mAh g-1和307.3 mAh g-1;当电流密度再回到0.5 C放电时,放电比容量仍能恢复到637.1 mAh g-1,表明材料具有优异的结构稳定性。

柯娃,徐学良,王江林,马永泉,刘孝伟[10](2020)在《锌镍电池负极发展概述与技术研究进展》文中研究指明随着新能源产业的蓬勃发展,锌镍电池作为一种新型的碱性电池,具有低温性能好,大电流充放性能优越,比能量较高等优点。由于锌镍电池负极在电池循环中出现的钝化、自腐蚀、枝晶生长、电极变形、锌枝晶等问题,造成其循环寿命较短,使得锌镍电池的推广和运用受到了限制。随着新材料,新技术的产生,锌镍电池的推广成为现实。对锌镍电池负极活性物质添加剂的研究进展,分别从代汞添加剂、掺杂包覆及锌酸钙等方面进行了总结分析,最后展望了锌镍电池作为动力电源将具有广泛的应用前景。

二、锌镍电池研究进展(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、锌镍电池研究进展(论文提纲范文)

(2)单液流锌镍电池阻抗谱测量及模型参数辨识(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 单液流锌镍电池研究现状
    1.3 电池阻抗谱测量、建模及参数辨识研究现状
        1.3.1 电池阻抗谱测量研究现状
        1.3.2 电池阻抗建模及参数辨识研究现状
    1.4 论文的主要内容及结构
第二章 单液流锌镍电池阻抗谱测量方案确定
    2.1 单液流锌镍电池简介
        2.1.1 单液流锌镍电池工作原理
        2.1.2 单液流锌镍电池基本参数
    2.2 单液流锌镍电池阻抗谱测量原理
    2.3 阻抗数字化测量方法
        2.3.1 数字相关法
        2.3.2 全相位FFT法
    2.4 单液流锌镍电池阻抗谱测量方案
    2.5 本章小结
第三章 单液流锌镍电池阻抗谱测量平台软硬件设计
    3.1 测量平台硬件设计
        3.1.1 控制器
        3.1.2 AD9833 信号发生器
        3.1.3 恒电流仪
        3.1.4 滤波放大电路
        3.1.5 AD7606 数据采集模块
        3.1.6 辅助电源
    3.2 下位机STM32 软件设计
        3.2.1 主程序
        3.2.2 串口通信程序
        3.2.3 AD9833 输出正弦波信号程序
        3.2.4 定时器中断采样程序
        3.2.5 全相位FFT数据处理程序
    3.3 上位机MATLAB软件设计
    3.4 本章小结
第四章 平台调试及单液流锌镍电池阻抗谱测量结果
    4.1 单液流锌镍电池阻抗谱测量平台搭建
    4.2 测量平台功能测试
        4.2.1 滤波放大电路测试
        4.2.2 恒电流仪电路测试
        4.2.3 通信测试
    4.3 阻抗谱测量结果
        4.3.1 等效电路阻抗谱测试
        4.3.2 单液流锌镍电池阻抗谱测试
        4.3.3 单液流锌镍电池不同SOC状态的阻抗谱
    4.4 本章小结
第五章 基于DRT-GrWOA辨识单液流锌镍电池阻抗模型参数
    5.1 基于DRT法建立单液流锌镍电池阻抗模型
        5.1.1 DRT法的数学思想
        5.1.2 单液流锌镍电池阻抗等效电路模型
    5.2 参数辨识模型建立
    5.3 改进的鲸鱼优化算法GrWOA
        5.3.1 基本的鲸鱼优化算法
        5.3.2 改进策略
        5.3.3 GrWOA算法伪代码
        5.3.4 GrWOA算法测试与分析
    5.4 基于GrWOA算法辨识模型参数实验与分析
        5.4.1 基于GrWOA算法辨识模型参数流程图
        5.4.2 基于GrWOA算法辨识模型参数结果与分析
    5.5 本章小节
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
    6.3 创新点
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表论文情况

(3)单液流锌镍电池SOC估计及充电能效优化分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 单液流锌镍电池研究现状
    1.3 电池建模、SOC估计与充电能量效率研究现状
        1.3.1 电池建模研究现状
        1.3.2 电池荷电状态(SOC)估计研究现状
        1.3.3 电池充电能量效率研究现状
    1.4 论文的主要内容及结构
第二章 单液流锌镍电池工作原理及模型参数辨识
    2.1 单液流锌镍电池工作原理及基本参数
        2.1.1 单液流锌镍电池工作原理
        2.1.2 单液流锌镍电池的基本参数
        2.1.3 单液流锌镍电池充放电测试平台
    2.2 单液流锌镍电池2-RC等效电路模型
    2.3 单液流锌镍电池开路电压曲线(OCV-SOC)
    2.4 基于改进郊狼优化算法的模型参数辨识
        2.4.1 参数辨识模型建立
        2.4.2 改进的郊狼优化算法(COABS)
        2.4.3 改进算法COABS的测试与分析
    2.5 基于COABS算法的参数辨识实验与分析
        2.5.1 SOC于20%-100%的模型参数辨识
        2.5.2 SOC于0%-20%的模型参数辨识
        2.5.3 单液流锌镍电池模型参数与SOC的关系曲线
    2.6 本章小节
第三章 基于COABS-ASRCKF的单液流锌镍电池SOC估计
    3.1 卡尔曼滤波
    3.2 自适应平方根容积卡尔曼滤波
        3.2.1 容积卡尔曼滤波(CKF)
        3.2.2 自适应平方根容积卡尔曼滤波(ASRCKF)
    3.3 基于COABS-ASRCKF算法的SOC估计
        3.3.1 基于ASRCKF算法的SOC估计
        3.3.2 ASRCKF与 CKF估计SOC实验对比分析
        3.3.3 基于COABS优化Q、P_0、R(0)的ASRCKF
    3.4 其它工况下电池SOC估计的实验与分析
        3.4.1 不同电流值脉冲放电工况的实验仿真分析
        3.4.2 不同电流值连续放电工况的实验仿真分析
        3.4.3 恒定电流值连续放电工况的实验仿真分析
    3.5 本章小节
第四章 基于COABS的单液流锌镍电池充电能效优化分析
    4.1 单液流锌镍电池充电能量损失及影响因素分析
        4.1.1 单液流锌镍电池的系统能效及充电能效
        4.1.2 单液流锌镍电池充电能量损失及影响因素分析
    4.2 单液流锌镍电池充电能效优化模型
        4.2.1 充电电流与充电能效的关系
        4.2.2 单液流锌镍电池充电能效仿真优化模型
    4.3 基于COABS的单液流锌镍电池充电能效仿真优化分析
        4.3.1 传统恒流充电方式充电仿真结果
        4.3.2 COABS优化的分阶段恒流充电仿真结果
    4.4 本章小结
第五章 单液流锌镍电池ASRCKF在线SOC估计平台
    5.1 SOC估计平台系统结构方案
    5.2 SOC估计平台硬件设计
        5.2.1 主控制器STM32F107 硬件设计
        5.2.2 ADC7606 数据采集
        5.2.3 BUCK电路设计(充电电路)
        5.2.4 电子负载电路设计(放电电路)
        5.2.5 电解液流速及电池的端电压采集
    5.3 SOC估计平台软件设计
        5.3.1 下位机STM32 软件设计
        5.3.2 上位机MATLAB软件设计
    5.4 单液流锌镍电池SOC估计平台调试及运行结果
        5.4.1 充电电流控制调试
        5.4.2 放电电流控制调试
        5.4.3 ASRCKF估计SOC平台运行结果
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
    6.3 主要创新点
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表论文情况

(4)锌镍电池碳包覆ZnO材料制备及电化学性能研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 锌镍二次电池研究意义
    1.2 锌镍二次电池的工作原理
        1.2.1 ZnO电极的集流体
        1.2.2 ZnO电极的电化学特性
        1.2.3 ZnO与电解液的反应机理
    1.3 锌镍二次电池的国内外研究概况
    1.4 国内外ZnO电极的研究现况
        1.4.1 锌枝晶的生产和影响
        1.4.2 锌枝晶的抑制方法
        1.4.3 锌电极的变形
        1.4.4 锌电极的钝化
        1.4.5 锌负极的研究进展
    1.5 本文问题的提出及解决方法
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 主要研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验用原材料和主要的仪器设备
    2.2 材料的制备
        2.2.1 前驱体的合成
        2.2.2 碳包覆ZnO样品制备
    2.3 材料特性测试
        2.3.1 成分检测(碳含量测试)
        2.3.2 微观形貌、粒径、比表面表征
        2.3.3 结构分析
        2.3.4 物相分析
    2.4 材料的电化学性能测试
        2.4.1 电极制备
        2.4.2 电池制备
        2.4.3 循环伏安测试
        2.4.4 Tafel极化曲线测试
    2.5 方形锌镍电池电性能测试
        2.5.1 25℃方形锌镍电池容量测试
        2.5.2 方形锌镍电池内阻测试
        2.5.3 方形锌镍电池大电流性能测试
        2.5.4 方形锌镍电池低温性能测试
        2.5.5 方形锌镍电池恒电流充放电测试
        2.5.6 电池循环寿命测试
    2.6 材料在KOH的耐腐蚀性能测试
    2.7 电解液成分设计
    2.8 电池自放电情况测试
第3章 ZnO@C电极材料的制备及其结构
    3.1 引言
    3.2 前驱体机械混合对样品结构形貌的影响
    3.3 碳包覆ZnO材料的微观形貌及其碳含量
    3.4 ZnO@C材料的粒径、比表面
    3.5 ZnO@C材料的碳结构
    3.6 不同碳含量对ZnO@C在KOH中的耐腐蚀下测试
    3.7 本章小结
第4章 不同碳含量ZnO@C电极材料的电化学性能
    4.1 引言
    4.2 电极的制备及电池的制备
    4.3 不同含碳量ZnO@C容量及循环性能
    4.4 碳包覆ZnO材料与ZnO的循环伏安测试
    4.5 碳包覆ZnO材料与ZnO的Tafel行为
    4.6 本章小结
第5章 ZnO@C方形电池的电化学性能
    5.1 引言
    5.2 碳包覆ZnO电极材料1.6V/8Ah方形锌镍电池的制备
    5.3 碳包覆ZnO电极材料方形锌镍电池的电解液的设计
    5.4 ZnO@C电极材料方形锌镍电池电化学性能
        5.4.1 ZnO@C电极材料方形锌镍电池内阻、容量测试
        5.4.2 碳包覆ZnO电极材料方形锌镍电池循环寿命测试
        5.4.3 ZnO@C电极材料方形锌镍电池活化后与电池终结后的充电态TEM分析
        5.4.4 ZnO@C电极材料方形锌镍电池自放电性能测试
        5.4.5 ZnO@C电极材料方形锌镍电池大电流性能测试
        5.4.6 ZnO@C电极材料方形锌镍电池低温性能测试
        5.4.7 ZnO@C电极材料方形锌镍电池恒电流充放电测试
    5.5 ZnO@C材料典型案例
        5.5.1 技术标准
        5.5.2 电池设计及生产照片
        5.5.3 电池低温测试
        5.5.4 电池低温充电能力测试
        5.5.5 电池 0.2 C、0.5 C常温放电测试
        5.5.6 测试报告
    5.6 本章小结
第6章 结论
    6.1 课题研究工作总结
    6.2 课题后续拟解决问题
参考文献
作者及导师简介

(5)单液流锌镍电池充电电流的ADHDP控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 液流电池研究现状
    1.3 自适应动态规划应用研究现状
    1.4 储能电池建模与充电控制研究现状
        1.4.1 储能电池建模
        1.4.2 储能电池充电控制
    1.5 dSPACE的半实物仿真研究现状
    1.6 论文的主要内容及结构
第二章 自适应动态规划算法原理
    2.1 自适应动态规划算法
    2.2 启发式动态规划
        2.2.1 模型网络
        2.2.2 评价网络
        2.2.3 执行网络
    2.3 执行依赖启发式动态规划
        2.3.1 评价网络
        2.3.2 执行网络
    2.4 本章小结
第三章 单液流锌镍电池电流控制器设计
    3.1 ADHDP电流控制器的设计
        3.1.1 ADHDP电流控制器结构
        3.1.2 ADHDP电流控制器算法
    3.2 PID电流控制器的设计
        3.2.1 传统PID电流控制器结构
        3.2.2 PI电流控制器算法
    3.3 本章小结
第四章 单液流锌镍电池与BUCK电路模型设计
    4.1 单液流锌镍电池基础原理
    4.2 单液流锌镍电池仿真模型设计
        4.2.1 单液流锌镍电池等效电路模型的建立
        4.2.2 2-RC等效电路模型参数辨识
    4.3 BUCK电路仿真模型设计
        4.3.1 BUCK电路模型及其工作原理
        4.3.2 BUCK电路的建模与仿真
    4.4 离线仿真与分析
        4.4.1 纯电阻负载的电流控制
        4.4.2 充电电流参考值突变响应
    4.5 本章小结
第五章 单液流锌镍电池半实物仿真平台设计与实验验证
    5.1 单液流锌镍电池的半实物仿真系统
        5.1.1 dSPACE半实物仿真系统的总体结构
        5.1.2 控制系统仿真模型搭建
        5.1.3 实物平台搭建
    5.2 实验结果与分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况

(6)石墨毡三维网络结构镍锌超级电池的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镍锌电池简介
        1.2.1 镍锌电池概述
        1.2.2 镍锌电池的工作原理
    1.3 镍锌电池的结构与组成
        1.3.1 镍电极
        1.3.2 锌电极
        1.3.3 镍锌电池隔膜
        1.3.4 镍锌电池电解液
        1.3.5 镍锌电池的设计和组装
        1.3.6 超级电容材料
    1.4 镍锌电池的国内外研究现状与发展趋势
        1.4.1 镍锌电池的国外研究现状
        1.4.2 镍锌电池的国内研究现状
        1.4.3 镍锌电池的发展趋势
    1.5 选题意义及研究内容
第二章 实验内容与研究方法
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 表征方法
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 红外光谱分析
        2.2.3 X射线衍射
        2.2.4 显微熔点测定仪
        2.2.5 蓝电电池测试系统
        2.2.6 循环伏安测试
        2.2.7 Tafel测试
第三章 不同锌活性材料在碱溶液中的电化学反应活性研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 锌活性材料的制备
        3.2.2 锌活性材料的X射线衍射分析
        3.2.3 锌活性材料在石墨板电极的负载及电化学测试
        3.2.4 锌活性材料在石墨毡载体的负载
        3.2.5 锌活性材料在泡沫镍电极的负载
        3.2.6 锌活性材料为负极的镍锌电池组装及电池测试
        3.2.7 镍锌电池测试前后锌负极的扫描电镜
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 锌活性材料的X射线衍射分析
        3.3.2 不同锌活性材料的电化学三电极测试
        3.3.3 锌活性材料/石墨毡为负极的镍锌电池测试
        3.3.4 锌活性材料分别负载泡沫镍和石墨毡的镍锌电池比较
    本章小结
第四章 锌材料负载不同预处理石墨毡对镍锌电池性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 石墨毡的预处理
        4.2.2 不同预处理的石墨毡的红外光谱表征
        4.2.3 葡萄糖酸锌在石墨毡的负载方法
        4.2.4 镍锌电池的组装和电池循环性能测试
    4.3 结果讨论
        4.3.1 不同处理方法的石墨毡红外光谱
        4.3.2 锌活性材料/不同石墨毡为负极的镍锌电池极化曲线
        4.3.3 改性石墨毡作为负极的镍锌电池性能测试
        4.3.4 葡萄糖酸锌/石墨毡电极测试前后的扫描电镜
    本章小结
第五章 镍锌电池负极添加电容材料对电池性能的影响研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 不同亲水性的碳材料处理方法
        5.2.2 不同亲水性的碳材料的红外光谱分析
        5.2.3 电容材料在镍锌电池负极的负载方法
        5.2.4 镍锌电池的性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同处理方法的碳材料的红外光谱
        5.3.2 活性炭和石墨烯负载镍锌电池的极化曲线比较
        5.3.3 亲疏水性不同的活性炭负载镍锌电池的性能
        5.3.4 亲疏水性不同的石墨烯负载镍锌电池的性能
        5.3.5 不同电容材料分别负载镍锌电池的性能指标分析
    本章小结
结论
参考文献
致谢

(7)锌镍电池负极材料的回收及再生研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 锌镍电池简介
        1.1.1 锌镍二次电池工作原理
        1.1.2 锌镍二次电池结构
        1.1.3 锌镍电池的发展及研究现状
        1.1.4 锌镍电池的优势
        1.1.5 锌镍电池存在问题及解决方法
    1.2 废旧电池回收技术及研究现状
        1.2.1 前期处理
        1.2.2 回收技术
    1.3 一种废旧锌镍电池回收再生思路
    1.4 本课题研究意义及内容
第二章 实验
    2.1 实验试剂与仪器设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 废旧锌镍电池的前期处理
        2.2.2 废负极活性物质混合粉末酸浸实验
        2.2.3 浸出后液除铜
        2.2.4 锌铝水滑石的再生制备
        2.2.5 锌酸钙的制备
        2.2.6 电极片的制作
        2.2.7 电解液的配置
    2.3 分析检测方法
        2.3.1 X射线能谱分析
        2.3.2 XRD分析
        2.3.3 电化学性能测试
第三章 废负极活性物质混合粉末硝酸浸出工艺研究
    3.1 硝酸用量对浸出率的影响
    3.2 时间对浸出率的影响
    3.3 液固比对浸出率的影响
    3.4 温度对浸出率的影响
    3.5 硝酸浸出综合实验
    3.6 本章小结
第四章 硝酸浸出液除铜工艺条件探究
    4.1 锌粉置换法除铜工艺条件探究
        4.1.1 温度对铜去除率的影响
        4.1.2 pH对铜去除率的影响
        4.1.3 Zn粉用量对铜去除率的影响
        4.1.4 反应时间对铜去除率的影响
        4.1.5 锌粉置换法除铜综合实验
    4.2 萃取法除铜工艺条件探究
        4.2.1 pH对铜去除率的影响
        4.2.2 相比对铜去除率的影响
        4.2.3 混合时间对铜去除率的影响
        4.2.4 萃取法除铜综合实验
    4.3 本章小结
第五章 再生制备负极材料及其电化学性能研究
    5.1 锌铝水滑石的再生及其电化学性能
        5.1.1 锌铝水滑石XRD
        5.1.2 锌铝水滑石电极电化学性能测试
    5.2 锌酸钙的再生及其电化学性能
        5.2.1 锌酸钙XRD分析
        5.2.2 锌酸钙电极电化学性能测试
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    附录 A(攻读学位期间发表的论文)
    附录 B(攻读学位期间获得的奖励)

(8)单液流锌镍电池能量监控平台的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及目的
    1.2 国内外液流电池的研究现状
        1.2.1 双液流电池
        1.2.2 单液流电池
    1.3 国内外电池监控系统研究现状
    1.4 主要研究内容
    1.5 论文章节安排
第二章 单液流锌镍电池特性、电池模型及荷电状态估计研究
    2.1 电池工作原理
    2.2 单液流锌镍电池模型
    2.3 电池工作特性
    2.4 单液流锌镍电池荷电状态估计
    2.5 本章小结
第三章 单液流锌镍电池能量监控平台设计
    3.1 电池监控平台结构方案分析与设计
    3.2 单液流锌镍电池能量监控平台硬件设计
        3.2.1 主控器
        3.2.2 电池充电模块
        3.2.3 电池放电模块
        3.2.4 电解液流速控制模块
        3.2.5 温度检测模块
        3.2.6 漏液检测模块
        3.2.7 辅助电源模块
    3.3 电池监控平台下位机程序设计
        3.3.1 充电程序设计
        3.3.2 放电程序
        3.3.3 循环泵机控制程序
        3.3.4 通讯协议设计
    3.4 电池监控平台上位机设计
        3.4.1 上位机软件介绍
        3.4.2 上位机软件设计
    3.5 本章小结
第四章 单液流锌镍电池能量监控平台测试
    4.1 实验数据分析
    4.2 报警测试
    4.3 监控平台测试实验
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文情况

(9)锌镍二次电池负极材料的设计合成及性能分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 锌镍二次电池简介
        1.2.1 锌镍二次电池的电化学反应机理
        1.2.2 锌镍二次电池的优势与挑战
        1.2.3 锌镍二次电池的结构
    1.3 锌镍二次电池的国内外研究进展
    1.4 锌电极存在的问题
        1.4.1 锌负极变形
        1.4.2 锌负极枝晶
        1.4.3 锌电极自腐蚀
        1.4.4 锌电极钝化
    1.5 锌电极的研究进展
        1.5.1 电极添加剂
    1.6 选题依据和主要研究内容
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料结构与形貌表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)分析
        2.2.3 场发射扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)分析
        2.2.5 热重(TG)分析
        2.2.6 物理吸脱附(BET)分析
    2.3 锌镍二次电池组装
        2.3.1 镍电极
        2.3.2 锌电极
        2.3.3 电解液
        2.3.4 锌镍电池组装工艺
    2.4 锌镍电池的电化学测试
        2.4.1 锌镍二次电池恒流充放电循环测试
        2.4.2 锌镍二次电池电化学阻抗谱测试
        2.4.3 锌镍二次电池循环伏安曲线测试
        2.4.4 锌镍二次电池倍率循环测试
第3章 还原氧化石墨烯复合ZNO材料的制备及电化学性能分析
    3.1 引言
    3.2 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的制备
    3.3 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的表征
        3.3.1 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的XRD表征
        3.3.2 还原氧化石墨烯复合ZnO的SEM表征
        3.3.3 还原氧化石墨烯复合ZnO的TG表征
        3.3.4 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的XPS表征
    3.4 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的电化学测试分析
        3.4.1 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的循环伏安曲线分析
        3.4.2 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的交流阻抗谱图分析
        3.4.3 还原氧化石墨烯复合ZnO材料的循环性能分析
        3.4.4 还原氧化石墨烯复合ZnO材料和纯ZnO材料的电压平台分析
        3.4.5 还原氧化石墨烯复合ZnO材料和纯ZnO材料的放电中值电压分析
        3.4.6 还原氧化石墨烯复合ZnO材料和纯ZnO材料的放电曲线分析
    3.5 本章小结
第4章 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZNO材料的制备及电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 样品的制备
    4.3 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的表征
        4.3.1 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的XRD表征
        4.3.2 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的SEM表征
    4.4 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的电化学测试分析
        4.4.1 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的XPS分析
        4.4.2 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的电化学阻抗谱分析
        4.4.3 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的循环性能和电压平台分析
        4.4.4 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的放电中值电压分析
        4.4.5 三氧化二铋修饰的铟掺杂的ZnO材料的放电曲线分析
    4.5 本章小结
第5章 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZNO材料的制备及电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料设计及制备
        5.2.1 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料设计
        5.2.2 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料制备方法
    5.3 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料的表征
        5.3.1 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料的XRD分析
        5.3.2 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料的TG分析
        5.3.3 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料的SEM的EDS分析
        5.3.4 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料的XPS分析
    5.4 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO材料的电化学性能测试
        5.4.1 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO电极材料的交流阻抗分析
        5.4.2 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO电极材料循环性能分析
        5.4.3 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO电极材料倍率循环性能分析
        5.4.4 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO电极材料电压平台分析
        5.4.5 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO电极材料的放电中值电压分析
        5.4.6 还原氧化石墨烯复合铟掺杂的ZnO电极材料的放电曲线分析
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
论文发表情况

四、锌镍电池研究进展(论文参考文献)

  • [1]锌镍电池硒化镍基阴极材料制备及性能研究[D]. 黄延清. 三峡大学, 2021
  • [2]单液流锌镍电池阻抗谱测量及模型参数辨识[D]. 苏有平. 广西大学, 2021(12)
  • [3]单液流锌镍电池SOC估计及充电能效优化分析[D]. 莫伟县. 广西大学, 2021(12)
  • [4]锌镍电池碳包覆ZnO材料制备及电化学性能研究[D]. 王江林. 浙江大学, 2021
  • [5]单液流锌镍电池充电电流的ADHDP控制研究[D]. 宁正高. 广西大学, 2020(07)
  • [6]石墨毡三维网络结构镍锌超级电池的研究[D]. 陈方达. 大连交通大学, 2020(06)
  • [7]锌镍电池负极材料的回收及再生研究[D]. 蔡云婷. 昆明理工大学, 2020(04)
  • [8]单液流锌镍电池能量监控平台的设计与实现[D]. 田曜荣. 广西大学, 2020(02)
  • [9]锌镍二次电池负极材料的设计合成及性能分析[D]. 盖丽艳. 渤海大学, 2020(12)
  • [10]锌镍电池负极发展概述与技术研究进展[J]. 柯娃,徐学良,王江林,马永泉,刘孝伟. 电源技术, 2020(02)

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锌镍电池的研究进展
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